Of the variation of parameters of transfer processes for multicomponent hydrocarbon gas media under separation
A detailed study of the evolution of local and integral parameters of momentum, heat, and mass transfer processes in hydrocarbon gas mixtures under separation conditions at given temperature and pressure values in working media is carried out within the framework of the principles of equilibrium thermodynamics using the Aspen HYSYS software package, namely, the Peng-Robinson equation of state for real gas mixtures, the principles of statistical mechanics, the approaches of corresponding states, the Chapman-Enskog and the Golubev methods, and the theory of similarity and dimensional analysis. The limits of similarity method applicability in quantitative estimates and qualitative forecasts of the mechanisms and configurations of convective heat and mass transfer in oil treatment units are established. The paper also discusses results of the analog method application in separation process modeling for momentum, heat and mass transfer processes in the problems of oil and gas industry. The conclusions about the aspects of property changes in complex mixtures and about heat and mass transfer intensity during separation, which violate a triple analogy in non-isothermal homogeneous and heterogeneous media, are recommended to take into account when designing real equipment.
Keywords
коэффициенты переноса,
многокомпонентная система,
углеводороды,
сепарация,
моделирование,
transfer coefficients,
multicomponent system,
hydrocarbons,
separation,
modelingAuthors
| Dmitriev Aleksandr V. | Tomsk Polytechnic University | sanaexpert@mail.ru |
| Zyatikov Pavel N. | Tomsk Polytechnic University | zpavel@tpu.ru |
Всего: 2
References
Kharlamov S.N., Kim V.Yu., Silvestrov S.I., Alginov R.A., Pavlov S.A. Prospects of RANS models with multiparameter effects at simulation of complex non-isothermal flows of viscous media in devices with any configuration of surface // Proc. 6th International Forum on Strategic Technology. August 22-24, 2011, Harbin, China. IFOST 2011. V. 2. Р. 787-791.
Харламов С.Н., Сильвестров С.И., Зайковский В.В., Николаев Е.В. О проблемах математического моделирования процессов переноса импульса, тепла и массы в углеводородных вязких средах в условиях сложного движения и тепломассопереноса в трубопроводах // Вестник Российской Академии естественных наук. Западно-Сибирское отделение. 2017. Вып. 20. С. 67-89.
Николаев Е.В., Харламов С.Н. Исследование сепарационных процессов углеводородных многокомпонентных систем в режимах функционирования оборудования предварительной подготовки нефти // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 7. С. 84-89.
Wilke C.R. A Viscosity Equation for Gas Mixtures // J. Chemical Physics. 1950. V. 18. P. 517-519.
Mason E.A., Saxena S.C. Approximate formula for the thermal conductivity of gas mixtures // The Physics of Fluids. 1958. V. 1. P. 361-369.
Lunev V. V. New phenomenological model of multicomponent gas diffusion // Fluid Dynamics. 2017. V. 52. P. 454-462.
Незовитина М.А. Исследование зависимости коэффициентов взаимной диффузии углеводородных газов от давления при различных температурах: дис.. канд. тех. наук. Смоленск, 2011. 189 с.
Zangi P., Rausch M.H., Froba A.P. Binary diffusion coefficients for gas mixtures of propane with methane and carbon dioxide measured in a Loschmidt cell combined with holographic interferometry // Int. J. Thermophysics. 2019. V. 40. 17 p.
Тирский Г.А. Определение эффективных коэффициентов диффузии в ламинарном многокомпонентном пограничном слое // Докл. АН СССР. 1964. Т. 155. № 6. С. 1278-1281.
Wilke C.R. Diffusional properties of multicomponent gases // Chemical Engineering Progress. 1950. V. 46. P. 95-104.
Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. М.: Энергия, 1967. 409 с.
Шарфарец Б.П. Обзор теории явлений переноса и поверхностных явлений применительно к решению некоторых задач научного приборостроения // Научное приборостроение. 2015. Т. 25. № 3. С. 45-64.
HYSYS Simulation Basis. Aspen Technology, Inc. 2005. 527 p.
Peng D.Y., Robinson D.B. A new two-constant equation of state // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1976. V. 15. P. 59-64.
Николаев Е.В., Харламов С.Н. Особенности сепарации многокомпонентных углеводородных сред в режимах работы аппаратов подготовки нефти // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 3. С. 69-76.
Hirshfelder J.O., Curtis C.F., Bird R.B. Molecular Theory of Gases and Liquids. New York: John Wiley and Sons, 1954. 1219 p.
Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 с.
Абиев Р.Ш., Бибик Е.Е., Власов Е.А., Ермаков Б.С. Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. СПб.: Автономная некоммерческая организация, научно-просветительская организация «Профессионал», 2004. 838 с.
Любин Е.А., Коршак А.А. Критериальные уравнения массоотдачи при операциях с нефтями в вертикальных цилиндрических резервуарах // Нефтегазовое дело. 2010. № 2.
Ali M., Yan Ch., Sun Zh., Gu H., Wang J., Khurram M. Iodine removal effeciency in nonsubmerged and submerged self-primming venturi scrubber // Nuclear Engineering and Technology. 2013. V. 45. No. 45. P. 203-210.
Chen J., Yan L., Song W., Xu D. Effect of heat and mass transfer on the combustion stability in catalytic micro-combustors // Applied Thermal Engineering. 2018. V. 131. P. 750-765.
Carreon-Calderon B., Uribe-Vargas V. Thermomechanical Point of View of the Effect of Pressure and Free Volume on the Molecular Diffusion Coefficients // J. Chemical and Engineering Data. 2019. V. 64. P. 1956-1969.
Daniel A.B., Mohammad S.A., Miranda M.A., Aichele C.P. Absorption and desorption mass transfer rates as a function of pressure and mixing in a simple hydrocarbon system // Chemical Engineering Research and Design. 2019. V. 144. P. 209-215.
Рудяк В.Я., Лежнев Е.В., Любимов Д.Н. Имитационное моделирование коэффициентов переноса разреженных газов и наногазовзвесей // Вестник Томского государственного университета. 2019. Математика и механика. №. 59. С. 105-117.
